CN116769253B - 一种土工格栅改性聚丙烯工程塑料及其制备方法与应用 - Google Patents

一种土工格栅改性聚丙烯工程塑料及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种土工格栅改性聚丙烯工程塑料及其制备方法与应用，属于土木工程技术领域，解决了现有技术中β型成核剂分散性差，用量多，制成的土工格栅的力学性能差，且密度大等问题。本发明的土工格栅改性聚丙烯工程塑料中通过介孔碳酸钙和有机酸进行反应生成有机酸钙作为β型成核剂，负载到介孔碳酸钙表面，提高了聚丙烯的成核效率；显著增加了β晶的含量，同时起到增强增韧的作用，利于双向拉伸过程，改善聚丙烯土工格栅的性能，并解决现有β成核剂分散性差，用量多的问题。土工格栅在拉伸过程中形成的微孔，协同降低了土工格栅的密度，即单位面积质量。

Description

一种土工格栅改性聚丙烯工程塑料及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及土工工程技术领域，尤其涉及一种土工格栅改性聚丙烯工程塑料及其制备方法与应用。
背景技术
土工格栅作为地基加固材料广泛用于公路、 铁路、 机场、 水利等的软基处理和边坡、堤坝、护岸、道路拓宽等领域。其中，塑料拉伸土工格栅是一种主要的土工合成材料，具有网格状结构，能锚固锁定土壤颗粒，起加固或加强的作用，常用作加筋土结构的筋材或复合材料的筋材等。
随着对塑料拉伸土工格栅的不断发展，国内外现有具有网格结构的以塑料为基体的加紧或加固材料繁多。比如常见的：单向拉伸塑料土工格栅、双向拉伸塑料土工格栅、三向拉伸塑料土工格栅等。以上土工格栅经塑化、挤出、冲孔、整体拉伸而成，具有整体性好，节点强度高，加筋效果好的特点。但是也存在一些问题，例如：在重载负荷下，需要更高重量的产品，现有的板材挤出设备很难实现。因此有必要实现密度、刚度、强度和延展性的平衡，实现轻质高强度土工格栅满足多种应用场景的使用要求。
聚丙烯加工过程中的晶型问题，致使其在用于土工格栅专用料时，存在韧性、拉伸伸长率和拉伸强度的矛盾性问题，要想达到足够的力学性能要求，就必须增加聚丙烯使用量，导致成本增加。常见的聚丙烯改性方案为添加β晶型成核剂，形成高韧性和高拉伸伸长率的β晶，改善聚丙烯的力学性能，利于双向拉伸过程，在拉伸过程中β晶部分转变为α晶，最终获得高强度的土工格栅。但加工过程中发现β晶成核剂普遍存在分散性差的问题，因此要想达到高的形核效率，需要添加大量的β晶成核剂，且制备的土工格栅仍存在密度大的缺陷。因此需要对成核剂的结构和配方进行设计，提高其成核效率，改善力学性能的同时，有效降低密度。目前还没有相关的研究与报道。
此外，市售的聚丙烯材质的单向、双向、三向、多向土工格栅产品存在重量高、强度低、材质不耐老化、低温柔韧性差、产品施工过程中易被施工机械损伤等缺陷。因此还需要对土工格栅结构等进行设计，以得到轻质、高强度塑料拉伸土工格栅。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种土工格栅改性聚丙烯工程塑料及其制备方法与应用，用以解决现有技术的β型成核剂分散性差，对聚丙烯的改性效果差，制成的土工格栅的力学性能差，且密度大，不能适应不同的环境需求等问题。
第一方面，本发明提供了一种土工格栅改性聚丙烯工程塑料，按照重量份，包括如下原料：聚丙烯100份、介孔碳酸钙负载β晶型成核剂5-20份、偶联剂0.1-2份、炭黑0.5-2份、分散剂0.05-0.2份、抗氧剂0.1-1份；
所述的介孔碳酸钙负载β晶型成核剂通过如下方法制备而成：将5-20份介孔碳酸钙分散在氯仿或丙酮中，加入0.1-2份有机酸，在室温搅拌2-4h，离心，得到白色沉淀，洗涤，干燥，得到介孔碳酸钙负载β晶型成核剂；
所述的介孔碳酸钙比表面积为100-300m2/g，平均孔径为10-40nm，平均粒径为0.5-3μm。
进一步的，所述的有机酸为庚二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、间羟基苯甲酸、对特丁基苯甲酸、N-苯二甲酰亚氨基乙酸、N-邻苯二甲酰谷氨酸、邻苯二甲酰β-丙氨酸、2,2-萘二甲酸、双环[2,2,1]-5-庚烷-2,3-二甲酸、双环[2,2,1]-5-庚烯-2,3-二甲酸、1-(二甲基氨基)环丙基甲酸、(1-氨基-2-甲基丙基)磷酸中的一种或多种。
进一步的，所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或多种。
进一步的，所述的炭黑的粒径为10-2000nm。
进一步的，所述的分散剂为单硬脂酸甘油酯、聚乙烯蜡、芥酸酰胺、油酸酰胺中的一种或多种。
进一步的，所述的抗氧剂为抗氧剂1075、抗氧剂1010和抗氧剂168中的一种或多种。
第二方面，本发明提供了一种所述的土工格栅改性聚丙烯工程塑料的制备方法，包括如下步骤：
（a）按照各原料的重量份，分别称取备用；
（b）将各原料混合，造粒，切料，烘干，得到所述的工程塑料。
进一步的，步骤（b）中，在室温下混合10-30min。
进一步的，步骤（b）中，采用双螺杆挤出机进行造粒，共混温度为200-300℃，挤出温度为190-270℃，螺杆挤出转速为200-1000转/min。
第三方面，本发明提供了一种所述的土工格栅改性聚丙烯工程塑料在土工格栅中的应用。
与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：
（1）本发明的土工格栅改性聚丙烯工程塑料中通过介孔碳酸钙和有机酸进行反应生成有机酸钙作为β型成核剂，负载到介孔碳酸钙表面，借助介孔碳酸钙的高比表面积的多孔结构，为有机酸提供更多的吸附反应位点，有效提高了β型成核剂的负载效率，使β型成核剂高度分散在碳酸钙表面，增加有效的成核位点，从而提高了聚丙烯的成核效率；显著增加了β晶的含量，同时起到增强增韧的作用，利于双向拉伸过程，改善聚丙烯土工格栅的性能，并解决现有β成核剂分散性差，用量多的问题；
（2）本发明利用介孔碳酸钙的介孔结构以及在拉伸过程中形成的微孔，协同降低聚丙烯土工格栅的密度，即单位面积质量，介孔碳酸钙在拉伸过程中具有更优异的成孔能力；
（3）本发明的土工格栅在360°环绕方向上具有一定抗拉强度的整体式、多方向受力的轻质、高强度的性能。例如，以土工格栅专用料为表层，其具有高强度高韧性的特点，有助于减小最终土工格栅在使用过程中的机械损伤率；以土工格栅改性料为表层，借助其刚性、抗蠕变性以及高熔点特性，改善复合土工格栅的综合性能；除此之外，本发明的土工格栅可灵活改变内外层的使用料，充分利用不同聚丙烯料的性能特质，使复合土工格栅具备多种的综合性能特点，使其更适应于施工工地复杂的环境特点。
本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件；
图1为本发明改性聚丙烯工程塑料的生产工艺流程图；
图2为本发明一种所述的土工格栅的结构示意图；
图3为本发明的一种土工格栅剖面示意图。
附图标记：
1-第一格栅单元、11-第一一斜筋、2-第二格栅单元、21-第二一斜筋、22-第二二斜筋、3-第三格栅单元、31-第三一斜筋、32-第三二斜筋、4-第四格栅单元、41-第四一斜筋、5-中心连接点、6-上表层、7-内层、8-下表层。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
本发明的一个具体的实施例，公开了一种土工格栅改性聚丙烯工程塑料（以下称为土工格栅专用料），按照重量份，包括如下原料：聚丙烯100份、介孔碳酸钙负载β晶型成核剂5-20份、偶联剂0.1-2份、炭黑0.5-2份、分散剂0.05-0.2份、抗氧剂0.1-1份；
所述的介孔碳酸钙负载β晶型成核剂通过如下方法制备而成：将5-20份介孔碳酸钙分散在氯仿或丙酮中，加入0.1-2份有机酸，在室温搅拌2-4h，离心，得到白色沉淀，洗涤，干燥，得到介孔碳酸钙负载β晶型成核剂；
所述的介孔碳酸钙比表面积为100-300m2/g、例如，100m2/g、120m2/g、140m2/g、160m2/g、180m2/g、200m2/g、220m2/g、240m2/g、260m2/g、280m2/g、300m2/g，平均孔径为10-40nm，例如，10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm，平均粒径为0.5-3μm、0.5μm、1.0μm、1.5μm、2.0μm、2.5μm、3.0μm。
于一个具体的实施方式中，在转速8000-10000转/min下离心处理，用丙酮或氯仿洗涤，除净未反应的有机酸。
与现有技术相比，本发明的土工格栅改性聚丙烯工程塑料中通过介孔碳酸钙和有机酸进行反应生成有机酸钙作为β型成核剂，负载到介孔碳酸钙表面，借助介孔碳酸钙的高比表面积的多孔结构，为有机酸提供更多的吸附反应位点，有效提高了β型成核剂的负载效率，使β型成核剂高度分散在碳酸钙表面，增加有效的成核位点，从而提高了聚丙烯的成核效率；显著增加了β晶的含量，同时起到增强增韧的作用，利于双向拉伸过程，改善聚丙烯土工格栅的性能，并解决现有β成核剂分散性差，用量多的问题。本发明的介孔碳酸钙的介孔结构以及在拉伸过程中形成的微孔，协同降低了土工格栅的密度，即单位面积质量。本发明的土工格栅为通过三层熔融挤出制成的三层复合塑料板，利用不同性能的聚丙烯，调节土工格栅的综合性能，以适应不同的施工环境。
本发明人经过大量的试验，发现各原料采用上述的配比，制成的土工格栅具有较优的力学性能和密度等。采用上述性能的介孔碳酸钙制成的土工格栅的力学性能和密度均较优良。
于一个具体的实施方式中，所述的土工格栅为所述的土工格栅原料通过共挤出制成的三层结构，其中，至少一层的原料为土工格栅专用料。
于一个具体的实施方式中，所述的土工格栅专用料为一层或两层的原料时，剩余层的原料为土工格栅改性料；其中，按照重量份，所述的土工格栅改性料包括：聚丙烯100份和助剂0.05-26份，所述的助剂为介孔碳酸钙5-20份、有机酸0.1-1份、偶联剂0.1-2份、炭黑0.5-2份、分散剂0.05-0.2份、抗氧剂0.1-1份中的1~5种。
需要说明的，本发明中介孔碳酸钙负载β晶型成核剂5-20份，例如，5份、7份、9份、11份、13份、15份、17份、19份、20份；
介孔碳酸钙5-20份，例如，5份、7份、9份、11份、13份、15份、17份、19份、20份；
有机酸0.1-1份，例如，0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1.0份。
偶联剂0.1-2份，例如，0.1份、0.3份、0.5份、0.7份、0.9份、1.1份、1.3份、1.5份、1.7份、1.9份、2.0份；
炭黑0.5-2份，例如，0.5份、0.7份、0.9份、1.1份、1.3份、1.5份、1.7份、1.9份、2.0份；
分散剂0.05-0.2份，例如，0.05份、0.07份、0.09份、0.11份、0.13份、0.15份、0.17份、0.19份、0.2份；
抗氧剂0.1-1份，例如，0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份。
需要说明的，本发明中所述的聚丙烯的熔融指数MFR为1-5g/10min（测试条件为230℃下，2.16kg载荷），所述的聚丙烯为聚丙烯均聚物和/或聚丙烯共聚物，所述的聚丙烯均聚物的等规度大于等于96%。
于一个具体实施方式中，所述的有机酸为庚二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、间羟基苯甲酸、对特丁基苯甲酸、N-苯二甲酰亚氨基乙酸、N-邻苯二甲酰谷氨酸、邻苯二甲酰β-丙氨酸、2,2-萘二甲酸、双环[2,2,1]-5-庚烷-2,3-二甲酸、双环[2,2,1]-5-庚烯-2,3-二甲酸、1-(二甲基氨基)环丙基甲酸、(1-氨基-2-甲基丙基)磷酸中的一种或多种。
于一个具体实施方式中，所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或多种；
所述的炭黑的粒径为10-2000nm，例如，10nm、100nm、200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1000nm、1100nm、1200nm、1300nm、1400nm、1500nm、1600nm、1700nm、1800nm、1900nm、2000nm。
于一个具体实施方式中，所述的分散剂为单硬脂酸甘油酯、聚乙烯蜡、芥酸酰胺、油酸酰胺中的一种或多种；
所述的抗氧剂为抗氧剂1075、抗氧剂1010和抗氧剂168中的一种或多种。
本发明的一个具体实施例，公开了一种一种所述的土工格栅改性聚丙烯工程塑料的制备方法，包括如下步骤：
（a）按照各原料的重量份，分别称取备用；
（b）将各原料混合，造粒，切料，烘干，得到所述的工程塑料。
于一个具体实施方式中，步骤（b）中，在室温下混合10-30min。
于一个具体实施方式中，步骤（b）中，采用双螺杆挤出机进行造粒，共混温度为200-300℃，挤出温度为190-270℃，螺杆挤出转速为200-1000转/min。
本发明的另一个具体实施例，公开了一种土工格栅聚丙烯工程塑料在土工格栅中的应用。
具体的，如图2所示，公开了一种利用所述的土工格栅专用料制成的土工格栅，所述的土工格栅为所述的土工格栅原料通过熔融挤出制成的三层结构。
于一个具体的实施方式中，所述的土工格栅自上而下包括上表层6、内层7和下表层8，上表层6、内层7和下表层8的厚度比为1-2:3-1:1-2。
需要说明的，上表层6、内层7和下表层8的厚度采用上述比例制成的土工格栅的力学性能好，且密度小。本发明的土工格栅利用三层熔融挤出，调节板材的综合性能，并利用冲孔设计制成的特定形状的土工格栅，可以达到多向受力的目的，最终获得轻质、高强度、多向受力的塑料拉伸土工格栅；本发明所述的土工格栅应用价值高，单位面积质量轻，格栅拉伸和抗冲击的性能优异，适应性强，可以适用于不同的环境需求。
于一个具体实施方式中，所述的土工格栅包括多个一体拉伸成型的格栅单元，所述的格栅单元包括第一格栅单元1、第二格栅单元2、第三格栅单元3和第四格栅单元4，所述的第一格栅单元1、第二格栅单元2、第三格栅单元3和第四格栅单元4为错位十字交叉设置的矩形孔，且通过共同的中心连接点5连接，所述的第一格栅单元1和第四格栅单元4对角设置，第二格栅单元2和第三格栅单元3对角设置，所述的第二格栅单元2和第三格栅单元3上均设置有两条对角相交的筋条，所述的第一格栅单元1和第四格栅单元4均设置有一条对角筋条，且两条对角筋条在一条直线上。
于一个具体实施方式中，所述的第一格栅单元1、第二格栅单元2、第三格栅单元3和第四格栅单元4结构相同。
于一个具体实施方式中，所述的第二格栅单元2中两条对角相交的筋条分别为第二一斜筋21和第二二斜筋22，所述的第三格栅单元3中两条对角相交的筋条分别为第三一斜筋31和第三二斜筋32。
于一个具体实施方式中，所述的第二一斜筋21与所述的第三一斜筋31在一条直线上，所述的第二二斜筋22与所述的第三二斜筋32平行设置。
具体的，第一格栅单元1中的对角筋条为第一一斜筋11，第四格栅单元4中的对角筋条为第四一斜筋41，所述的第一一斜筋11与第四一斜筋41平行设置。
本发明所述的土工格栅在360°环绕方向上具有一定的抗拉强度，可以多方向受力（0°、+45°、90°、-45°），以适应施工场地的土壤和碎石情况。
本发明所述的土工格栅的性能如下：0°向拉伸强度为27-37 kN/m、+45°向拉伸强度20-28 kN/m、90°向拉伸强度27-37 kN/m、-45°向拉伸强度20-28 kN/m、0°在2%伸长时的割线模量490-630 kN/m、45°在2%伸长时的割线模量370-460 kN/m、90°在2%伸长时的割线模量490-640 kN/m、-45°在2%伸长时的割线模量360-470 kN/m、0°标称伸长率12-15%，+45°标称伸长率12-15%，90°标称伸长率12-15%，-45°标称伸长率12-15%，单位面积质量为350-430g/m2。
需要说明的，本发明所述的密度即土工格栅的单位面积质量，所述的土工格栅专用料即为土工格栅改性聚丙烯工程塑料。
本发明的土工格栅具有特定的结构，所述的第一格栅单元1、第二格栅单元2、第三格栅单元3和第四格栅单元4为错位十字交叉设置的矩形孔，第一格栅单元1和第四格栅单元4结构相同，第二格栅单元2和第三格栅单元3结构相同，可以使其多方向受力，增加了土工格栅的力学性能，且制备工艺简单，无需借助额外复杂的工艺步骤，可以显著改善土工格栅的综合性能。
本发明的改性聚丙烯工程塑料的生产工艺流程图如图1所示。
本发明的另一个具体实施例，公开了一种所述的土工格栅的制备方法，包括如下步骤：
（1）按照各层原料的重量份，分别称取各原料备用，在分别将各层的原料混合，造粒，切料，烘干，得到各层的物料；
（2）将各层物料分别投入三台双螺杆挤出机中熔炼，经过三层模具机头得到三层复合结构的塑料板材，依次进行冷却，冲孔、纵向拉伸和横向拉伸，得到所述的土工格栅。
于一个具体的实施方式中，步骤（1）中，分别将各层的原料在室温下混合10-30min，混合转速为600-800转/min，混合好后的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度为200-300℃，挤出温度为190-270℃，螺杆挤出转速为200-1000转/min，切料处理后在60-80℃下烘干，分别得到各层的物料。
于一个具体的实施方式中，步骤（2）中，熔融混炼后的高温塑料熔体经过计量泵的二次加压通过狭窄的衣架式三层模具机头，熔体立即经过三辊式压延和冷却，制成三层复合结构的塑料板材，三层结构自上而下的厚度比为1-2:3-1:1-2；将板材冷却到40-45℃后遂即进入冲压工序，使用模具对板材进行冷压冲孔，获得板材表面均匀分布的小孔结构；冲压成孔后的板材通过双S型五辊张紧机构进入辊预热、多点拉伸、多辊定型和五辊牵伸机做纵向结构的拉伸加工，拉伸倍率位3-5倍，根据产品节点和筋距做及时调整。纵向拉伸结束后板材在50-70℃的温度下被送入横向拉伸机做横向拉伸加工，横行拉伸倍率位3-5倍，得到宽幅网状结构的塑料网产品，最后经过定长卷曲做成固定长度的塑料土工格栅卷。
以下结合具体的实施例，进行解释说明本发明的技术方案。
实施例1
本实施例的土工格栅为土工格栅原料通过共挤出制成的三层结构，每一层的原料均为土工格栅专用料，所述的土工格栅专用料按照重量份，包括如下原料：100 重量份熔融指数为1g/10min的聚丙烯均聚物，聚丙烯均聚物的等规度为96％，5 重量份的介孔碳酸钙负载β晶型成核剂、0.1 重量份的硅烷偶联剂、0.5 重量份粒径为10nm的炭黑、0.05 重量份的单硬脂酸甘油酯和0.1 重量份的抗氧剂1075。
其中，介孔碳酸钙负载β晶型成核剂通过如下方法制备而成：取5 重量份的介孔碳酸钙放入到反应釜中，并分散于丙酮中，介孔碳酸钙比表面积为100m2/g，平均孔径为10nm，平均粒径为0.5μm。再加入0.1 重量份的庚二酸，在室温下搅拌2h，然后离心分离，转速为8000转/min，过滤得到白色沉淀。将沉淀物用丙酮洗涤，除净未反应的有机酸，干燥沉淀物。介孔碳酸钙和有机酸反应生成的有机酸钙作为β晶型成核剂负载在碳酸钙表面，得到高度分散的介孔碳酸钙负载β晶型成核剂。
利用本实施例所述的土工格栅专用料制成的土工格栅结构如图2所示，所述的土工格栅由所述的土工格栅专用料通过共挤出制成的三层结构，土工格栅自上而下分别为上表层6、内层7和下表层8，上表层6、内层7和下表层8的厚度比为1:1:1。
具体的，所述的土工格栅包括多个一体拉伸成型的格栅单元，所述的格栅单元包括第一格栅单元1、第二格栅单元2、第三格栅单元3和第四格栅单元4，所述的第一格栅单元1、第二格栅单元2、第三格栅单元3和第四格栅单元4为错位十字交叉设置的矩形孔，且通过共同的中心连接点5连接，所述的第一格栅单元1和第四格栅单元4对角设置，第二格栅单元2和第三格栅单元3对角设置，所述的第二格栅单元2和第三格栅单元3上均设置有两条对角相交的筋条，所述的第一格栅单元1和第四格栅单元4均设置有一条对角筋条，且两条对角筋条在一条直线上。
所述的第一格栅单元1、第二格栅单元2、第三格栅单元3和第四格栅单元4结构相同。所述的第二格栅单元2中两条对角相交的筋条分别为第二一斜筋21和第二二斜筋22，所述的第三格栅单元3中两条对角相交的筋条分别为第三一斜筋31和第三二斜筋32。其中，所述的第二一斜筋21与所述的第三一斜筋31在一条直线上，所述的第二二斜筋22与所述的第三二斜筋32平行设置。第一格栅单元1中的对角筋条为第一一斜筋11，第四格栅单元4中的对角筋条为第四一斜筋41。
本实施例的土工格栅的制备方法，包括如下步骤：
（1）按照重量份，分别称取各原料备用，在分别将各层的原料在室温下混合10min，转速设置为600 转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为200℃，挤出温度设为190℃，螺杆挤出转速为200转/min，切料处理后在60℃下烘干，得到各层的物料；
（2）将各层的物料分别投入三台双螺杆挤出机中熔炼，高温塑料熔体经过计量泵的二次加压通过狭窄的衣架式三层模具机头，挤出熔体立即经过三辊式压延和冷却，制备三层复合塑料板材，三层的厚度比控制在1:1:1。板材被冷却到40℃后遂即进入冲压工序，使用模具对板材进行冷压冲孔，获得板材表面均匀分布的小孔结构。冲压成孔后的板材通过双S型五辊张紧机构进入多辊预热、多点拉伸、多辊定型和五辊牵伸机做纵向结构的拉伸加工，拉伸倍率为3倍，根据产品节点和筋距做及时调整。将纵向拉伸结束后板材在50℃的温度下送入横向拉伸机做横向拉伸加工，横向拉伸倍率为3倍，得到宽幅网状结构的塑料网产品，最后经过定长卷曲做成固定长度的塑料土工格栅卷。
实施例2
本实施例的土工格栅为土工格栅原料通过共挤出制成的三层结构，所述的土工格栅自上而下包括上表层6、内层7和下表层8，上表层6、内层7和下表层8的厚度比为1:1:1。
其中，上表层6和下表层8原料相同，均为土工格栅专用料，内层7为土工格栅改性料。
所述的土工格栅专用料按照重量份，包括100 重量份熔融指数为1.5 g/10min的聚丙烯均聚物，聚丙烯均聚物的等规度为96%，7 重量份的介孔碳酸钙负载β晶型成核剂、0.3 重量份的铝酸酯偶联剂、0.7 重量份粒径为100 nm的炭黑、0.07 重量份的单硬脂酸甘油酯和0.2 重量份的抗氧剂168。
其中，介孔碳酸钙负载β晶型成核剂通过如下方法制备而成：取7 重量份的介孔碳酸钙放入到反应釜中，并分散于丙酮中，介孔碳酸钙比表面积为120m2/g，平均孔径为12nm，平均粒径为0.9μm。再加入0.3 重量份的1-(二甲基氨基)环丙基甲酸，在室温下搅拌2h，然后离心分离，转速为8200转/min，过滤得到白色沉淀。将沉淀物用丙酮洗涤，除净未反应的有机酸，干燥沉淀物。介孔碳酸钙和有机酸反应生成的有机酸钙作为β晶型成核剂负载在碳酸钙表面，得到高度分散的介孔碳酸钙负载β晶型成核剂。
所述的土工格栅改性料按照重量份，包括100 重量份熔融指数为1.5 g/10min的聚丙烯均聚物，聚丙烯均聚物的等规度为96%，0.7 重量份粒径为100 nm的炭黑、0.07 重量份的单硬脂酸甘油酯和0.2 重量份的抗氧剂168。
本实施例的土工格栅的结构与实施例1相同。
本实施例的土工格栅的制备方法包括如下步骤：
（1）按照重量份，分别称取各原料备用；
分别将上表层6和下表层8的原料在室温下混合10min，转速设置为620 转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为210℃，挤出温度设为190℃，螺杆挤出转速为250转/min，切料处理后在62℃下烘干，分别得到上表层6和下表层8的物料；
将内层7的原料在室温下混合10min，转速设置为620转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为210℃，挤出温度设为190℃，螺杆挤出转速为250转/min，切料处理后在62℃下烘干，得到内层7的物料；
（2）将各层的物料分别投入三台双螺杆挤出机中熔炼，高温塑料熔体经过计量泵的二次加压通过狭窄的衣架式三层模具机头，挤出熔体立即经过三辊式压延和冷却，制备三层复合塑料板材，三层的厚度比控制在1:1:1。板材被冷却到42℃后遂即进入冲压工序，使用模具对板材进行冷压冲孔，获得板材表面均匀分布的小孔结构。冲压成孔后的板材通过双S型五辊张紧机构进入多辊预热、多点拉伸、多辊定型和五辊牵伸机做纵向结构的拉伸加工，拉伸倍率为3.5倍，根据产品节点和筋距做及时调整。将纵向拉伸结束后板材在52℃的温度下送入横向拉伸机做横向拉伸加工，横向拉伸倍率为3.5倍，得到宽幅网状结构的塑料网产品，最后经过定长卷曲做成固定长度的塑料土工格栅卷。
实施例3
本实施例的土工格栅为土工格栅原料通过共挤出制成的三层结构，所述的土工格栅自上而下包括上表层6、内层7和下表层8，上表层6、内层7和下表层8的厚度比为1.2:1:1.2。
其中，上表层6和下表层8原料相同，均为土工格栅专用料，内层7为土工格栅改性料。
所述的土工格栅专用料按照重量份，包括100 重量份熔融指数为2 g/10min的聚丙烯均聚物，聚丙烯均聚物的等规度为97%，8 重量份的介孔碳酸钙负载β晶型成核剂、0.8重量份的钛酸酯偶联剂、0.9 重量份粒径为100 nm的炭黑、0.08 重量份聚乙烯蜡和0.3 重量份的抗氧剂1010。
其中，介孔碳酸钙负载β晶型成核剂通过如下方法制备而成：
取8 重量份的介孔碳酸钙放入到反应釜中，并分散于丙酮中，介孔碳酸钙比表面积为150m2/g，平均孔径为18nm，平均粒径为1.2μm。再加入0.5 重量份的对苯二甲酸，在室温下搅拌2.5h，然后离心分离，转速为8500转/min，过滤得到白色沉淀。将沉淀物用氯仿洗涤，除净未反应的有机酸，干燥沉淀物。介孔碳酸钙和有机酸反应生成的有机酸钙作为β晶型成核剂负载在碳酸钙表面，得到高度分散的介孔碳酸钙负载β晶型成核剂。
所述的土工格栅改性料按照重量份，包括100 重量份熔融指数为2 g/10min的聚丙烯均聚物，聚丙烯均聚物的等规度为97%，0.5 重量份的1-(二甲基氨基)环丙基甲酸、0.8重量份的钛酸酯偶联剂、0.9 重量份粒径为100 nm的炭黑、0.08 重量份聚乙烯蜡和0.3 重量份的抗氧剂1010。
本实施例的土工格栅的结构与实施例1相同。
本实施例的土工格栅的制备方法包括如下步骤：
（1）按照重量份，分别称取各原料备用；
分别将上表层6和下表层8的原料在室温下混合15min，转速设置为650 转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为225℃，挤出温度设为215℃，螺杆挤出转速为400转/min，切料处理后在65℃下烘干，分别得到上表层6和下表层8的物料；
将内层7的原料在室温下混合15min，转速设置为650转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为225℃，挤出温度设为215℃，螺杆挤出转速为400转/min，切料处理后在65℃下烘干，得到内层7的物料；
（2）将各层的物料分别投入三台双螺杆挤出机中熔炼，高温塑料熔体经过计量泵的二次加压通过狭窄的衣架式三层模具机头，挤出熔体立即经过三辊式压延和冷却，制备三层复合塑料板材，三层的厚度比控制在1.2:1:1.2。板材被冷却到40℃后遂即进入冲压工序，使用模具对板材进行冷压冲孔，获得板材表面均匀分布的小孔结构。冲压成孔后的板材通过双S型五辊张紧机构进入多辊预热、多点拉伸、多辊定型和五辊牵伸机做纵向结构的拉伸加工，拉伸倍率为3.5倍，根据产品节点和筋距做及时调整。将纵向拉伸结束后板材在53℃的温度下送入横向拉伸机做横向拉伸加工，横向拉伸倍率为3.5倍，得到宽幅网状结构的塑料网产品，最后经过定长卷曲做成固定长度的塑料土工格栅卷。
实施例4
本实施例的土工格栅为土工格栅原料通过共挤出制成的三层结构，所述的土工格栅自上而下包括上表层6、内层7和下表层8，上表层6、内层7和下表层8的厚度比为1:1.7:1。
其中，上表层6和下表层8原料相同，均为土工格栅改性料，内层7为土工格栅专用料。
所述的土工格栅专用料按照重量份，包括100 重量份熔融指数为3 g/10min的聚丙烯共聚物，11 重量份的介孔碳酸钙负载β晶型成核剂、1.2 重量份的铝酸酯偶联剂、1.13重量份粒径为400nm的炭黑、0.12 重量份的聚乙烯蜡和0.5 重量份的抗氧剂168。
其中，介孔碳酸钙负载β晶型成核剂通过如下方法制备而成：取13 重量份的介孔碳酸钙放入到反应釜中，并分散于氯仿中，介孔碳酸钙比表面积为180m2/g，平均孔径为23nm，平均粒径为1.7μm。再加入0.4 重量份的双环[2,2,1]-5-庚烯-2,3-二甲酸、0.4 重量份的N-邻苯二甲酰谷氨酸，在室温下搅拌3h，然后离心分离，转速为8500转/min，过滤得到白色沉淀。将沉淀物用丙酮洗涤，除净未反应的有机酸，干燥沉淀物。介孔碳酸钙和有机酸反应生成的有机酸钙作为β晶型成核剂负载在碳酸钙表面，得到高度分散的介孔碳酸钙负载β晶型成核剂。
所述的土工格栅改性料按照重量份，包括100 重量份熔融指数为3 g/10min的聚丙烯共聚物置于高速搅拌机中，加入0.6 重量份的对特丁基苯甲酸、1.2 重量份的钛酸酯偶联剂、1.3 重量份粒径为500nm的炭黑、0.12 重量份的芥酸酰胺和0.5 重量份的抗氧剂1075。
本实施例的土工格栅的结构与实施例1相同。
本实施例的土工格栅的制备方法包括如下步骤：
（1）按照重量份，分别称取各原料备用；
分别将上表层6和下表层8的原料在室温下混合17min，转速设置为670 转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为240℃，挤出温度设为230℃，螺杆挤出转速为580转/min，切料处理后在68℃下烘干，分别得到上表层6和下表层8的物料；
将内层7的原料在室温下混合20min，转速设置为670转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为240℃，挤出温度设为230℃，螺杆挤出转速为580转/min，切料处理后在68℃下烘干，得到内层7的物料；
（2）将各层的物料分别投入三台双螺杆挤出机中熔炼，高温塑料熔体经过计量泵的二次加压通过狭窄的衣架式三层模具机头，挤出熔体立即经过三辊式压延和冷却，制备三层复合塑料板材，三层的厚度比控制在1:1.7:1。板材被冷却到43℃后遂即进入冲压工序，使用模具对板材进行冷压冲孔，获得板材表面均匀分布的小孔结构。冲压成孔后的板材通过双S型五辊张紧机构进入多辊预热、多点拉伸、多辊定型和五辊牵伸机做纵向结构的拉伸加工，拉伸倍率为4倍，根据产品节点和筋距做及时调整。将纵向拉伸结束后板材在60℃的温度下送入横向拉伸机做横向拉伸加工，横向拉伸倍率为4倍，得到宽幅网状结构的塑料网产品，最后经过定长卷曲做成固定长度的塑料土工格栅卷。
实施例5
本实施例的土工格栅为土工格栅原料通过共挤出制成的三层结构，所述的土工格栅自上而下包括上表层6、内层7和下表层8，上表层6、内层7和下表层8的厚度比为1.7:1:1.7。
其中，上表层6和下表层8原料相同，均为土工格栅专用料，内层7为土工格栅改性料。
所述的土工格栅专用料按照重量份，包括100 重量份熔融指数为3 g/10min的聚丙烯共聚物，12 重量份的介孔碳酸钙负载β晶型成核剂、1.2 重量份的铝酸酯偶联剂、1.3重量份粒径为500nm的炭黑、0.12 重量份的聚乙烯蜡和0.5 重量份的抗氧剂168。
其中，介孔碳酸钙负载β晶型成核剂通过如下方法制备而成：取14 重量份的介孔碳酸钙放入到反应釜中，并分散于氯仿中，介孔碳酸钙比表面积为200m2/g，平均孔径为25nm，平均粒径为1.8μm。再加入0.5 重量份的间苯二甲酸、0.5 重量份的邻苯二甲酰β-丙氨酸，在室温下搅拌3 h，然后离心分离，转速为9000转/min，过滤得到白色沉淀。将沉淀物用丙酮洗涤，除净未反应的有机酸，干燥沉淀物。介孔碳酸钙和有机酸反应生成的有机酸钙作为β晶型成核剂负载在碳酸钙表面，得到高度分散的介孔碳酸钙负载β晶型成核剂。
所述的土工格栅改性料按照重量份，包括100 重量份熔融指数为3 g/10min的聚丙烯共聚物，12 重量份的介孔碳酸钙，介孔碳酸钙比表面积为200m2/g，平均孔径为25nm，平均粒径为1.8μm，1.2 重量份的铝酸酯偶联剂、1.3 重量份粒径为500 nm的炭黑、0.12 重量份的单硬脂酸甘油酯和0.5 重量份的抗氧剂168。
本实施例的土工格栅的结构与实施例1相同。
本实施例的土工格栅的制备方法包括如下步骤：
（1）按照重量份，分别称取各原料备用；
分别将上表层6和下表层8的原料在室温下混合20min，转速设置为700 转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为250℃，挤出温度设为230℃，螺杆挤出转速为600转/min，切料处理后在70℃下烘干，分别得到上表层6和下表层8的物料；
将内层7的原料在室温下混合20min，转速设置为700转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为250℃，挤出温度设为230℃，螺杆挤出转速为600转/min，切料处理后在70℃下烘干，得到内层7的物料；
（2）将各层的物料分别投入三台双螺杆挤出机中熔炼，高温塑料熔体经过计量泵的二次加压通过狭窄的衣架式三层模具机头，挤出熔体立即经过三辊式压延和冷却，制备三层复合塑料板材，三层的厚度比控制在1.7:1:1.7。板材被冷却到43℃后遂即进入冲压工序，使用模具对板材进行冷压冲孔，获得板材表面均匀分布的小孔结构。冲压成孔后的板材通过双S型五辊张紧机构进入多辊预热、多点拉伸、多辊定型和五辊牵伸机做纵向结构的拉伸加工，拉伸倍率为4倍，根据产品节点和筋距做及时调整。将纵向拉伸结束后板材在60℃的温度下送入横向拉伸机做横向拉伸加工，横向拉伸倍率为4倍，得到宽幅网状结构的塑料网产品，最后经过定长卷曲做成固定长度的塑料土工格栅卷。
实施例6
本实施例的土工格栅为土工格栅原料通过共挤出制成的三层结构，所述的土工格栅自上而下包括上表层6、内层7和下表层8，上表层6、内层7和下表层8的厚度比为2:1:2。
其中，上表层6和下表层8原料相同，均为土工格栅专用料，内层7为土工格栅改性料。
所述的土工格栅专用料按照重量份，包括100 重量份熔融指数为3.5 g/10min的聚丙烯均聚物，聚丙烯均聚物的等规度为97%，16 重量份的介孔碳酸钙负载β晶型成核剂、0.7 重量份的铝酸酯偶联剂、0.8 重量份的钛酸酯偶联剂、1.5 重量份粒径为1100nm的炭黑、0.15 重量份的油酸酰胺和0.8 重量份的抗氧剂168。
其中，介孔碳酸钙负载β晶型成核剂通过如下方法制备而成：取15 重量份的介孔碳酸钙放入到反应釜中，并分散于氯仿中，介孔碳酸钙比表面积为225m2/g，平均孔径为30nm，平均粒径为2.1μm。再加入0.3 重量份的间羟基苯甲酸、0.4 重量份的2,2-萘二甲酸、0.5 重量份的1-(二甲基氨基)环丙基甲酸，在室温下搅拌3.5h，然后离心分离，转速为9000转/min，过滤得到白色沉淀。将沉淀物用氯仿洗涤，除净未反应的有机酸，干燥沉淀物。介孔碳酸钙和有机酸反应生成的有机酸钙作为β晶型成核剂负载在碳酸钙表面，得到高度分散的介孔碳酸钙负载β晶型成核剂。
所述的土工格栅改性料按照重量份，包括100 重量份熔融指数为4 g/10min的聚丙烯共聚物，1 重量份的N-苯二甲酰亚氨基乙酸、1.6 重量份的钛酸酯偶联剂、1.7 重量份粒径为1100nm的炭黑、0.15 重量份的油酸酰胺和0.8 重量份的抗氧剂1010。
本实施例的土工格栅的结构与实施例1相同。
本实施例的土工格栅的制备方法包括如下步骤：
（1）按照重量份，分别称取各原料备用；
分别将上表层6和下表层8的原料在室温下混合25min，转速设置为720转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为260℃，挤出温度设为240℃，螺杆挤出转速为800转/min，切料处理后在75℃下烘干，分别得到上表层6和下表层8的物料；
将内层7的原料在室温下混合25min，转速设置为750 转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为270℃，挤出温度设为250℃，螺杆挤出转速为800转/min，切料处理后在75℃下烘干，得到内层7的物料；
（2）将各层的物料分别投入三台双螺杆挤出机中熔炼，高温塑料熔体经过计量泵的二次加压通过狭窄的衣架式三层模具机头，挤出熔体立即经过三辊式压延和冷却，制备三层复合塑料板材，三层的厚度比控制在2:1:2。板材被冷却到43℃后遂即进入冲压工序，使用模具对板材进行冷压冲孔，获得板材表面均匀分布的小孔结构。冲压成孔后的板材通过双S型五辊张紧机构进入多辊预热、多点拉伸、多辊定型和五辊牵伸机做纵向结构的拉伸加工，拉伸倍率为4.2倍，根据产品节点和筋距做及时调整。将纵向拉伸结束后板材在65℃的温度下送入横向拉伸机做横向拉伸加工，横向拉伸倍率为4.2倍，得到宽幅网状结构的塑料网产品，最后经过定长卷曲做成固定长度的塑料土工格栅卷。
实施例7
本实施例的土工格栅为土工格栅原料通过共挤出制成的三层结构，所述的土工格栅自上而下包括上表层6、内层7和下表层8，上表层6、内层7和下表层8的厚度比为2:1:2。
其中，上表层6和下表层8的原料为土工格栅专用料，且具体的组分和配比不同，内层7的原料为土工格栅改性料；
上表层6的原料按照重量份，包括100 重量份熔融指数为4g/10min的聚丙烯均聚物，聚丙烯均聚物的等规度为97％，17 重量份的介孔碳酸钙负载β晶型成核剂、0.8 重量份的硅烷偶联剂、0.8 重量份的钛酸酯偶联剂、1.7 重量份粒径为1000nm的炭黑、0.15 重量份的油酸酰胺和0.8 重量份的抗氧剂1010。
内层7的原料按照重量份，包括100 重量份熔融指数为4 g/10min的聚丙烯共聚物，0.7重量份的双环[2,2,1]-5-庚烷-2,3-二甲酸、1.6 重量份的钛酸酯偶联剂、1.7 重量份粒径为1000nm的炭黑、0.15 重量份的油酸酰胺和0.8 重量份的抗氧剂1010。
下表层8的原料按照重量份，包括100 重量份熔融指数为4.5g/10min的聚丙烯均聚物，聚丙烯均聚物的等规度为97％，15 重量份的介孔碳酸钙负载β晶型成核剂、0.8 重量份的铝酸酯偶联剂、0.9 重量份的钛酸酯偶联剂、1.8 重量份粒径为1500nm的炭黑、0.15重量份的芥酸酰胺和0.8 重量份的抗氧剂1075。
其中，介孔碳酸钙负载β晶型成核剂通过如下方法制备而成：取17 重量份的介孔碳酸钙放入到反应釜中，并分散于氯仿中，介孔碳酸钙比表面积为250m2/g，平均孔径为32nm，平均粒径为2.4μm。再加入0.5 重量份的四氢邻苯二甲酸、0.5 重量份的2,2-萘二甲酸、0.5 重量份的1-(二甲基氨基)环丙基甲酸，在室温下搅拌3.5h，然后离心分离，转速为9500转/min，过滤得到白色沉淀。将沉淀物用氯仿洗涤，除净未反应的有机酸，干燥沉淀物。介孔碳酸钙和有机酸反应生成的有机酸钙作为β晶型成核剂负载在碳酸钙表面，得到高度分散的介孔碳酸钙负载β晶型成核剂。
本实施例的土工格栅的结构与实施例1相同。
本实施例的土工格栅的制备方法包括如下步骤：
（1）按照重量份，分别称取各原料备用；
将上表层6的原料在室温下混合25min，转速设置为750 转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为270℃，挤出温度设为250℃，螺杆挤出转速为800转/min，切料处理后在75℃下烘干，得到上表层6物料；将内层7的原料在室温下混合25min，转速设置为750转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为270℃，挤出温度设为250℃，螺杆挤出转速为800转/min，切料处理后在75 ℃下烘干，得到内层7的物料；
将下表层8的原料在室温下混合25min，转速设置为750转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为280℃，挤出温度设为260℃，螺杆挤出转速为700转/min，切料处理后在77℃下烘干，得到下表层8物料；
（2）将各层的物料分别投入三台双螺杆挤出机中熔炼，高温塑料熔体经过计量泵的二次加压通过狭窄的衣架式三层模具机头，挤出熔体立即经过三辊式压延和冷却，制备三层复合塑料板材，三层的厚度比控制在2:1:2。板材被冷却到44℃后遂即进入冲压工序，使用模具对板材进行冷压冲孔，获得板材表面均匀分布的小孔结构。冲压成孔后的板材通过双S型五辊张紧机构进入多辊预热、多点拉伸、多辊定型和五辊牵伸机做纵向结构的拉伸加工，拉伸倍率为4.5倍，根据产品节点和筋距做及时调整。将纵向拉伸结束后板材在65℃的温度下送入横向拉伸机做横向拉伸加工，横向拉伸倍率为4.5倍，得到宽幅网状结构的塑料网产品，最后经过定长卷曲做成固定长度的塑料土工格栅卷。
实施例8
本实施例的土工格栅为土工格栅原料通过共挤出制成的三层结构，所述的土工格栅自上而下包括上表层6、内层7和下表层8，上表层6、内层7和下表层8的厚度比为1:2:1。
其中，上表层6和下表层8原料相同，均为土工格栅改性料，内层7为土工格栅专用料。
所述的土工格栅专用料按照重量份，包括100 重量份熔融指数为4.5 g/10min的聚丙烯均聚物，聚丙烯均聚物的等规度为97％，18 重量份的介孔碳酸钙负载β晶型成核剂、0.8 重量份的硅烷偶联剂、0.9 重量份的钛酸酯偶联剂、1.8 重量份粒径为1500nm的炭黑、0.15 重量份的芥酸酰胺和0.8 重量份的抗氧剂1075。
其中，其中，介孔碳酸钙负载β晶型成核剂通过如下方法制备而成：取18 重量份的介孔碳酸钙放入到反应釜中，并分散于氯仿中，介孔碳酸钙比表面积为270m2/g，平均孔径为35nm，平均粒径为2.7μm。再加入0.6 重量份的六氢邻苯二甲酸、0.5 重量份的双环[2,2,1]-5-庚烯-2,3-二甲酸、0.6 重量份的1-(二甲基氨基)环丙基甲酸，在室温下搅拌3.5h，然后离心分离，转速为9700转/min，过滤得到白色沉淀。将沉淀物用氯仿洗涤，除净未反应的有机酸，干燥沉淀物。介孔碳酸钙和有机酸反应生成的有机酸钙作为β晶型成核剂负载在碳酸钙表面，得到高度分散的介孔碳酸钙负载β晶型成核剂。
所述的土工格栅改性料按照重量份，包括100 重量份熔融指数为4 g/10min的聚丙烯共聚物置于高速搅拌机中，加入0.8 重量份的对特丁基苯甲酸、1.6 重量份的钛酸酯偶联剂、1.8 重量份粒径为1500nm的炭黑、0.15 重量份的油酸酰胺和0.8 重量份的抗氧剂1010。
本实施例的土工格栅的结构与实施例1相同。
本实施例的土工格栅的制备方法包括如下步骤：
（1）按照重量份，分别称取各原料备用；
分别将上表层6和下表层8的原料在室温下混合25min，转速设置为850 转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为280℃，挤出温度设为260℃，螺杆挤出转速为900转/min，切料处理后在75℃下烘干，分别得到上表层6和下表层8的物料；
将内层7的原料在室温下混合25min，转速设置为750 转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为280℃，挤出温度设为260℃，螺杆挤出转速为900转/min，切料处理后在77℃下烘干，得到内层7的物料；
（2）将各层的物料分别投入三台双螺杆挤出机中熔炼，高温塑料熔体经过计量泵的二次加压通过狭窄的衣架式三层模具机头，挤出熔体立即经过三辊式压延和冷却，制备三层复合塑料板材，三层的厚度比控制在1:2:1。板材被冷却到44℃后遂即进入冲压工序，使用模具对板材进行冷压冲孔，获得板材表面均匀分布的小孔结构。冲压成孔后的板材通过双S型五辊张紧机构进入多辊预热、多点拉伸、多辊定型和五辊牵伸机做纵向结构的拉伸加工，拉伸倍率为4.7倍，根据产品节点和筋距做及时调整。将纵向拉伸结束后板材在67℃的温度下送入横向拉伸机做横向拉伸加工，横向拉伸倍率为4.7倍，得到宽幅网状结构的塑料网产品，最后经过定长卷曲做成固定长度的塑料土工格栅卷。
实施例9
本实施例的土工格栅为土工格栅原料通过共挤出制成的三层结构，所述的土工格栅自上而下包括上表层6、内层7和下表层8，上表层6、内层7和下表层8的厚度比为1:3:1。
其中，上表层6和下表层8原料相同，均为土工格栅改性料，且具体的原料及配比不同，内层7为土工格栅专用料。
上表层6的原料按照重量份，包括100 重量份的熔融指数为5g/10min的聚丙烯共聚物，1 重量份的双环[2,2,1]-5-庚烷-2,3-二甲酸、2重量份的铝酸酯偶联剂、2 重量份粒径为2000nm的炭黑、0.2 重量份的聚乙烯蜡、0.5 重量份的抗氧剂1010和0.5 重量份的抗氧剂168。
内层7的原料按照重量份，包括熔融指数为5g/10min的聚丙烯均聚物50 重量份和聚丙烯共聚物50 重量份，聚丙烯均聚物的等规度为98%，20 重量份的介孔碳酸钙负载β晶型成核剂、1 重量份的硅烷偶联剂、1 重量份的铝酸酯偶联剂、2 重量份粒径为2000nm的炭黑、0.1 重量份的聚乙烯蜡、0.1 重量份的芥酸酰胺、0.5 重量份的抗氧剂1010和0.5 重量份的抗氧剂168；
其中，介孔碳酸钙负载β晶型成核剂通过如下方法制备而成：取20 重量份的介孔碳酸钙放入到反应釜中，并分散于丙酮中，介孔碳酸钙比表面积为300m2/g，平均孔径为40nm，平均粒径为3μm。再加入0.6 重量份的对特丁基苯甲酸、0.6 重量份的双环[2,2,1]-5-庚烷-2,3-二甲酸、0.8 重量份的(1-氨基-2-甲基丙基)磷酸，在室温下搅拌4h，然后离心分离，转速为10000转/min，过滤得到白色沉淀。将沉淀物用氯仿洗涤，除净未反应的有机酸，干燥沉淀物。介孔碳酸钙和有机酸反应生成的有机酸钙作为β晶型成核剂负载在碳酸钙表面，得到高度分散的介孔碳酸钙负载β晶型成核剂。
下表层8的原料按照重量份，包括100 重量份的熔融指数为5g/10min的聚丙烯均聚物，聚丙烯均聚物的等规度为98％，2 重量份粒径为2000 nm的炭黑、0.2 重量份的单硬脂酸甘油酯、1 重量份的抗氧剂1010。
本实施例的土工格栅的结构与实施例1相同。
本实施例的土工格栅的制备方法包括如下步骤：
（1）按照重量份，分别称取各原料备用；
将上表层6的原料在室温下混合30min，转速设置为800 转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为230℃，挤出温度设为210℃，螺杆挤出转速为500 转/min，切料处理后在80℃下烘干，得到上表层6物料；
将内层7的原料在室温下混合30min，转速设置为800 转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为300℃，挤出温度设为270℃，螺杆挤出转速为1000转/min，切料处理后在80℃下烘干，得到内层7的物料；
将下表层8的原料在室温下混合30min，转速设置为700转/min，之后将混合好的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度设为240℃，挤出温度设为220℃，螺杆挤出转速为550转/min，切料处理后在80℃下烘干，得到下表层8物料；
（2）将各层的物料分别投入三台双螺杆挤出机中熔炼，高温塑料熔体经过计量泵的二次加压通过狭窄的衣架式三层模具机头，挤出熔体立即经过三辊式压延和冷却，制备三层复合塑料板材，三层的厚度比控制在1:3:1。板材被冷却到45℃后遂即进入冲压工序，使用模具对板材进行冷压冲孔，获得板材表面均匀分布的小孔结构。冲压成孔后的板材通过双S型五辊张紧机构进入多辊预热、多点拉伸、多辊定型和五辊牵伸机做纵向结构的拉伸加工，拉伸倍率为5倍，根据产品节点和筋距做及时调整。将纵向拉伸结束后板材在70℃的温度下送入横向拉伸机做横向拉伸加工，横向拉伸倍率为5倍，得到宽幅网状结构的塑料网产品，最后经过定长卷曲做成固定长度的塑料土工格栅卷。
实施例10
本实施例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例4相同，不同之处在于，将取13 重量份的介孔碳酸钙放入到反应釜中，并分散于氯仿中，介孔碳酸钙比表面积为180m2/g，平均孔径为23nm，平均粒径为1.7μm。替换为取7 重量份的比表面积为180m2/g，平均孔径为23nm，平均粒径为1.7μm的介孔碳酸钙，另取6 重量份的比表面积为220m2/g，平均孔径为30nm，平均粒径为2μm的介孔碳酸钙，分散于氯仿中。
实施例11
本实施例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例5相同，不同之处在于，将1.2 重量份的铝酸酯偶联剂替换为0.6 重量份的铝酸酯偶联剂和0.6 重量份的硅烷偶联剂。
实施例12
本实施例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例6相同，不同之处在于，将上表层6、内层7和下表层8的厚度比为2:1:2替换为上表层6、内层7和下表层8的厚度比为1:2.5:1。
实施例13
本实施例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例7相同，不同之处在于，将0.5 重量份的四氢邻苯二甲酸、0.5 重量份的2,2-萘二甲酸、0.5 重量份的1-(二甲基氨基)环丙基甲酸替换为1.5 重量份的2,2-萘二甲酸。将三层的厚度比控制在2:1:2替换为三层的厚度比控制在2:1.5:2。
实施例14
本实施例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例8相同，不同之处在于，将0.6 重量份的六氢邻苯二甲酸、0.5 重量份的双环[2,2,1]-5-庚烯-2,3-二甲酸、0.6 重量份的1-(二甲基氨基)环丙基甲酸替换为1.7 重量份的1-(二甲基氨基)环丙基甲酸。
实施例15
本实施例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例8相同，不同之处在于，将上表层6、内层7和下表层8的厚度比为1:3:1替换为1.5:2.5:1。
实施例16
本实施例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例2相同，不同之处在于，上表层6、内层7和下表层8的原料均为所述的土工格栅专用料。
实施例17
本实施例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例3相同，不同之处在于，上表层6、内层7和下表层8的原料均为所述的土工格栅专用料。
实施例18
本实施例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例4相同，不同之处在于，上表层6、内层7和下表层8的原料均为所述的土工格栅专用料。
实施例19
本实施例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例5相同，不同之处在于，上表层6、内层7和下表层8的原料均为所述的土工格栅专用料。
实施例20
本实施例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例6相同，不同之处在于，上表层6、内层7和下表层8的原料均为所述的土工格栅专用料。
实施例21
本实施例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例7相同，不同之处在于，上表层6、内层7和下表层8的原料均为上表层6的原料。
实施例22
本实施例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例8相同，不同之处在于，上表层6、内层7和下表层8的原料均为所述的土工格栅专用料。
实施例23
本实施例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例9相同，不同之处在于，上表层6、内层7和下表层8的原料均为所述的土工格栅专用料。
对比例1
本对比例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例1相同，不同之处在于，将每层的原料替换为熔融指数为1g/10min的聚丙烯均聚物，聚丙烯均聚物的等规度为96%。
对比例2
本对比例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例1相同，不同之处在于，土工格栅专用料原料中去掉介孔碳酸钙负载β晶型成核剂和硅烷偶联剂。
对比例3
本对比例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例1相同，不同之处在于，将介孔碳酸钙负载β晶型成核剂替换为市售的轻质碳酸钙，所述的轻质碳酸钙生产厂家为江西创先精细钙业有限公司，型号为1001型轻质碳酸钙。
对比例4
本对比例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例2相同，不同之处在于，将每层的原料替换为熔融指数为1g/10min的聚丙烯均聚物，聚丙烯均聚物的等规度为96%。
对比例5
本对比例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例2相同，不同之处在于，土工格栅专用料原料中去掉介孔碳酸钙负载β晶型成核剂和硅烷偶联剂。
对比例6
本对比例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例2相同，不同之处在于，不同之处在于，将介孔碳酸钙负载β晶型成核剂替换为市售的轻质碳酸钙，所述的轻质碳酸钙生产厂家为江西创先精细钙业有限公司，型号为1001型轻质碳酸钙。
对比例7
本对比例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例4相同，不同之处在于，将每层的原料替换为熔融指数为1g/10min的聚丙烯均聚物，聚丙烯均聚物的等规度为96%。
对比例8
本对比例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例4相同，不同之处在于，土工格栅专用料原料中去掉介孔碳酸钙负载β晶型成核剂和硅烷偶联剂。
对比例9
本对比例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例4相同，不同之处在于，不同之处在于，将介孔碳酸钙负载β晶型成核剂替换为市售的轻质碳酸钙，所述的轻质碳酸钙生产厂家为江西创先精细钙业有限公司，型号为1001型轻质碳酸钙。
对比例10
本对比例的土工格栅、土工格栅原料及制备方法与实施例1相同，不同之处在于，上表层6、内层7和下表层8的原料均为熔融指数为2g/10min的聚丙烯共聚物。
对比例11
本对比例的土工格栅专用料、土工格栅结构以及制备方法均与实施例1相同，不同之处在于，所述的第一格栅单元1、第二格栅单元2、第三格栅单元3和第四格栅单元4为十字交叉设置的矩形孔。
对比例12
本对比例的土工格栅专用料、土工格栅结构以及制备方法均与实施例2相同，不同之处在于，所述的第一格栅单元1、第二格栅单元2、第三格栅单元3和第四格栅单元4为十字交叉设置的矩形孔。
对比例13
本对比例的土工格栅专用料、土工格栅结构以及制备方法均与实施例4相同，不同之处在于，所述的第一格栅单元1、第二格栅单元2、第三格栅单元3和第四格栅单元4为十字交叉设置的矩形孔。
试验例1
1、土工格栅拉伸性能测试方法如下
按照标准GB/T 17689-2008的相关测试要求，均匀地从样品纵、横方向上各取5个样品，试样有效宽度不小于200mm，试样长度至少包括两个完整单元，且试样长度不小于100mm，采用多肋法测试，使用拉力试验机测试拉伸性能，以试样夹具间距离的20%每分钟作为拉伸速度（mm/min），结果取5个样品的平均值。
2、土工格栅单位面积质量计算方法
按照标准GB/T 13762-2009的相关测试要求，选取相同厚度的样品，截取尺寸不少于200 mm×200 mm的试样10块，应从构成网孔单元两个节点连线中心处剪切试样。试样在纵向和横向都应包含至少5个组成单元。分别测定每个试样的面积，对每个试样称量，计算每个试样的单位面积质量，结果取10个样品的平均值。
按照上述方法，分别测试实施例1-23和对比例1-14土工格栅的性能，结果如表1和2所示。
表1
表2
从表1和2中可以看出，相对于对比例，采用本发明的土工格栅原料制成的三层复合土工格栅，在力学性能上具有明显的优势，主要体现在拉伸强度、标称伸长率和单位面积质量等，可以看出通过本发明所述的制备方法，可得到轻质、高强度塑料拉伸土工格栅。在众多实施例中，三层都选用专用料制备的四向土工格栅充分体现了轻质、高强、高韧的性能特点，具有较为均衡的力学性能。相比之下，在加入其他聚丙烯改性料层后，复合土工格栅在拉伸强度、割线模量、标称伸长率或单位面积质量方面各有侧重性突出增强，使复合土工格栅具有不同的性能特点。即通过对材料微观结构、晶型等的调控得到不同性能特点的专用料或改性料，利用合理的排布以得到具有不同功能特性的复合土工格栅。除本发明所述的力学性能指标外，所述的功能特性还体现在刚度、熔点、耐热性、抗蠕变性、浊度、制品表面光泽度等。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种土工格栅改性聚丙烯工程塑料在土工格栅中的应用，其特征在于，所述的土工格栅为所述的土工格栅原料通过共挤出制成的三层结构，所述的土工格栅自上而下包括上表层、内层和下表层，上表层、内层和下表层的厚度比为1-2:3-1:1-2，其中，至少一层的原料为土工格栅改性聚丙烯工程塑料，剩余层的原料为土工格栅改性料；
其中，按照重量份，所述的土工格栅改性聚丙烯工程塑料由如下原料制成：聚丙烯100份、介孔碳酸钙负载β晶型成核剂5-20份、偶联剂0.1-2份、炭黑0.5-2份、分散剂0.05-0.2份、抗氧剂0.1-1份；所述的土工格栅改性料包括：聚丙烯100份和助剂0 .05-26份，所述的助剂为介孔碳酸钙5-20份、有机酸0 .1-1份、偶联剂0 .1-2份、炭黑0 .5-2份、分散剂0.05-0 .2份、抗氧剂0 .1-1份中的1~5种；
通过介孔碳酸钙和有机酸进行反应生成有机酸钙，作为β晶型成核剂；利用介孔碳酸钙的介孔结构以及在拉伸过程中形成的微孔，协同降低聚丙烯土工格栅的密度，即单位面积质量；
所述的介孔碳酸钙负载β晶型成核剂通过如下方法制备而成：将5-20份介孔碳酸钙分散在氯仿或丙酮中，加入0.1-2份有机酸，在室温搅拌2-4h，离心，得到白色沉淀，洗涤，干燥，得到介孔碳酸钙负载β晶型成核剂；
所述的介孔碳酸钙比表面积为100-300m2/g，平均孔径为10-40nm，平均粒径为0.5-3μm；
所述的有机酸为间羟基苯甲酸、对特丁基苯甲酸、N-苯二甲酰亚氨基乙酸、N-邻苯二甲酰谷氨酸、邻苯二甲酰β-丙氨酸、2,2-萘二甲酸、双环[2,2,1]-5-庚烷-2,3-二甲酸、双环[2,2,1]-5-庚烯-2,3-二甲酸、1-(二甲基氨基)环丙基甲酸、(1-氨基-2-甲基丙基)磷酸中的一种或多种；
所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或多种；
所述的炭黑的粒径为10-2000nm；
所述的分散剂为单硬脂酸甘油酯、聚乙烯蜡、芥酸酰胺、油酸酰胺中的一种或多种；
所述的抗氧剂为抗氧剂1075、抗氧剂1010和抗氧剂168中的一种或多种；
按照标准GB/T 13762-2009，所述的土工格栅的单位面积质量为350-430g/m2；
按照标准，GB/T 17689-2008，土工格栅性能如下：0°向拉伸强度为27-37 kN/m、+45°向拉伸强度20-28 kN/m、90°向拉伸强度27-37 kN/m、-45°向拉伸强度20-28 kN/m、0°在2%伸长时的割线模量490-630 kN/m、45°在2%伸长时的割线模量370-460 kN/m、90°在2%伸长时的割线模量490-640 kN/m、-45°在2%伸长时的割线模量360-470 kN/m、0°标称伸长率12-15%，+45°标称伸长率12-15%，90°标称伸长率12-15%，-45°标称伸长率12-15%；
所述的土工格栅的制备方法，包括如下步骤：
（1）按照各层原料的重量份，分别将各层的原料在室温下混合10-30min，混合转速为600-800转/min，混合好后的物料于双螺杆挤出机中造粒，共混温度为200-300℃，挤出温度为190-270℃，螺杆挤出转速为200-1000转/min，切料处理后在60-80℃下烘干，分别得到各层的物料；
（2）将各层物料分别投入三台双螺杆挤出机中熔炼，经过三层模具机头得到三层复合结构的塑料板材，依次进行冷却，冲孔、纵向拉伸和横向拉伸，得到所述的土工格栅，其中，纵向拉伸倍率为3-5倍，横向拉伸倍率为3-5倍；
所述的土工格栅包括多个一体拉伸成型的格栅单元，所述的格栅单元包括第一格栅单元、第二格栅单元、第三格栅单元和第四格栅单元，所述的第一格栅单元、第二格栅单元、第三格栅单元和第四格栅单元为错位十字交叉设置的矩形孔，且通过共同的中心连接点连接，所述的第一格栅单元和第四格栅单元对角设置，第二格栅单元和第三格栅单元对角设置，所述的第二格栅单元和第三格栅单元上均设置有两条对角相交的筋条，所述的第一格栅单元和第四格栅单元均设置有一条对角筋条，且两条对角筋条在一条直线上。
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